Лабораторная работа 19. Управление по ИК каналу
Цель работы:
Получение навыков для работы с платформами по ИК-каналу с помощью ИК-пульта.
Теоретическая часть
Пульт дистанционного управления (ПДУ) — электронное устройство для дистанционного управления устройством на расстоянии. ПДУ применяются, как часть дистанционного управления объекта, также для управления производственными процессами, системами связи и техникой повышенной опасности.
При работе с электронными приборами ПДУ используют инфракрасные каналы (ИК-каналы). Инфракрасные каналы - каналы передачи данных, не требующие для своего функционирования проводных соединений. В отличие от радиоканала, инфракрасный канал нечувствителен к электромагнитным помехам, что позволяет использовать его в производственных условиях.
К недостаткам инфракрасного канала относят высокую стоимость приемников и передатчиков, позволяющих преобразовать электрический сигнал в инфракрасный и наоборот, а также низкие скорости передачи данных. Но использование инфракрасных лазеров позволяет добиться существенно более высоких скоростей. В условиях прямой видимости инфракрасный канал может обеспечить связь на расстояниях в несколько километров, но наиболее удобен он для связи компьютеров, находящихся в одном помещении, где отражения от стен комнаты дают устойчивую и надежную связь.
Работа пульта дистанционного управления осуществляется следующим образом (Рисунок 19.1). При нажатии кнопки на пульте происходит кодирование сигнала в инфракрасном свете. Приемник сигнала на управляемом устройстве принимает сигнал и выполняет требуемое действие. Информация кодируется в виде логической последовательности пакетов импульсов с определенной частотой. Приемник получает эту последовательность и выполняет демодулирование данных. Для приема сигнала используется микросхема, в которой содержатся фотоприемник (фото- диод), усилители, полосовой фильтр, демодулятор (детектор, который позволяет выделить огибающую сигнала) и выходной транзистор. Также в ней установлены электрический и оптический фильтры. Работают такие устройства на расстоянии до 40 метров. Инфракрасный способ передачи данных используется во многих устройствах: в бытовых приборах, в промышленной технике, компьютерах, оптоволоконных линиях.
Рисунок 19.1. Схема модуляции сигнала
Существует огромное множество различных приемников, например, TSOP312, совместимый с Arduino (Рисунок 19.2). Данные от ПДУ к приемнику могут передаваться по протоколу RC5 или NEC.
Рисунок 19.2. ИК Приемник
Распиновка ИК-приемника может отличаться в зависимости от модели. Необходимо обратиться к документации для избежания выхода модуля из строя.
Характеристиками приёмника являются: несущая частота, напряжение питания, потребляемый ток.
Практическая часть
В данной лабораторной работе необходимо разработать программу, которая будет осуществлять работу платформы по ИК-каналу с помощью ИК-пульта и ИК-приёмника.
Замечание: Для работы ИК-приёмника необходимо подключить подходящую библиотеку, например iarduino_IR.
Схема подключения:
К данной рабочей программе используется следующая схема подключения (Рисунок 19.3). Для реализации проекта потребуются следующие компоненты: макетная плата (1 шт), светодиод (1 шт), резистор на 220 Ом (1 шт), ИК-приемник (1 шт), ИК-передатчик (1 шт) и провода.
Рисунок 19.3. Схема подключения ИК приемника
После сборки схема имеет следующий вид (Рисунок 19.4):
Рисунок 19.4. Внешний вид схемы после сборки
Рабочая программа:
#include <iarduino_IR_RX.h>
// Подключаем библиотеку для работы с
// ИК-приёмником
iarduino_IR_RX IR(A0);
// Объявляем объект IR с указанием вывода, к
// которому подключён ИК-приёмник #define led_pin 12
void setup(){
Serial.begin(9600); // Инициируем передачу данных в монитор
// последовательного порта, на скорости 9600 бит/сек
IR.begin();
// Инициируем работу с ИК-приёмником
pinMode(led_pin, OUTPUT);
}
void loop(){
if(IR.check(true)){
// Если в буфере имеются данные, принятые с пульта
// (удерживается кнопка)
Serial.println(IR.data, HEX); // Выводим код нажатой кнопки
Serial.println(IR.length ); // Выводим количество бит в коде
digitalWrite(led_pin, HIGH);
}
digitalWrite(led_pin, LOW);
}
Список дополнительных вопросов:
1.metod/KPMIS_Proго управления? 1. Где применяются ПДУ? 2. На каких каналах работают ПДУ? 3. В чём преимущества ИК каналов по сравнению с радиоканалами? 4. В чём преимущества цифрового датчика перед аналоговым? 5. Из чего состоит ИК-приёмник? 6. Какие характеристики имеет ИК-приёмник? 7. Какая библиотека подключается для работы ИК-приёмника?
Список дополнительных задач:
- Подключить дополнительные светодиоды и изменить программу так, чтобы с ИК-передатчика можно было управлять включением разных диодов.
- Изменить программу так, чтобы можно было регулировать яркость свечения светодиода с ИК-передатчика.
- Подключить пищалку и изменить программу так, чтобы можно было с ИК-передатчика регулировать частоту её звучания.
Center-nav